thermal mapping pada permukaan koridor jalan bussiness district

TESIS
THERMAL MAPPING PADA PERMUKAAN KORIDOR
JALAN BUSSINESS DISTRICT YANG MEMANJANG UTARASELATAN DI KOTA YOGYAKARTA
WINNIE MICHELLE
No. Mhs.: 135402109
PROGRAM MAGISTER ARSITEKTUR
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS ATMA JAYA YOGYAKARTA
2015
ABSTRAKSI
Terjadinya Urban Heat Island (UHI) di kawasan perkotaan menjadi fenomena serius
seiring dengan gejala perubahan iklim global. Koridor jalan perkotaan merupakan
suatu area yang memiliki potensi besar terhadap timbulnya UHI, karena keberadaan
elemen-elemen arsitektural pada ruang jalan dapat berpengaruh pada peningkatan
suhu udara. Salah satu faktor terjadinya UHI perkotaan adalah penggunaan material
bangunan yang memiliki sifat cenderung menyerap panas ketimbang material di
daerah pinggiran sehingga terjadi peningkatan temperatur udara dan memperburuk
efek UHI pada koridor jalan. Untuk itu perlu dilakukan pengukuran suhu permukaan
pada elemen urban yang mempengaruhi suhu secara umum pada koridor jalan.
Pengukuran termal dilakukan pada elemen urban seperti dinding, jalan, vegetasi,
transportasi, atap, dan suhu ambient dengan mengunakan thermal mapping. Dari
hasil pembahasan dapat disimpulkan bahwa elemen perkerasan jalan
dan
transportasi memiliki suhu permukaan tertinggi dibandingkan elemen-elemen lainya
dan urban geometri memiliki pengaruh yang besar terhadap temperatur permukaan
elemen urban dan suhu ambient pada koridor jalan dengan orientasi utara-selatan.
Kata Kunci: Urban Heat Island, Thermal mapping, suhu permukaan, suhu ambient,
elemen urban
iv
ABSTRACT
The Urban Heat Island (UHI) in urban areas become a serious phenomenon as the
symptoms of global climate change. Urban street canyon is an area that has great
potential for the emergence of UHI, due to the presence of architectural elements in
the urban space could affect the air temperature increases. One of factors that caused
UHI in urban area is the use of building materials that have properties of materials
tend to absorb heat rather than in rural areas so that an increase in air temperature and
worsen the effects of UHI on the urban street canyon. It is necessary for the surface
temperature measurements in urban element that affects the temperature is generally
in the urban street canyon. Thermal measurement performed on urban elements such
as walls, roads, vegetation, transportation, roof, and the ambient temperature by using
thermal mapping. From the discussion, it can be concluded that pavement and
transport has the highest surface temperature than other elements and urban geometry
has a considerable influence on urban element surface temperature and ambient
temperature on the road corridor with the north-south orientation.
Keywords: urban heat island, thermal mapping, surface temperature, ambient
temperature, urban elements
v
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa,
karena atas berkat, karunia, dan kesempatan yang telah diberikan-Nya maka
Laporan
Tugas Akhir
PERMUKAAN
yang
KORIDOR
berjudul
JALAN
‘THERMAL
MAPPING
PADA
BUSSINESS
DISTRICT
YANG
MEMANJANG UTARA-SELATAN DI KOTA YOGYAKARTA’ ini dapat
berjalan dengan lancar dan terselesaikan. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah
satu persyaratan menempuh kelulusan jenjang pendidikan Strata-2 dalam bidang
Teknik Arsitektur.
Dalam bagian akhir ini penulis ingin memberikan ucapan terima kasih
yang sebesar-besarnya kepada seluruh pihak yang telah membantu dan
mendukung penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Penulis menyadari,
tanpa dukungan dan bantuan dari semua pihak-pihak tersebut, penulis tidak akan
mungkin dapat menyelesaikan tugas akhir ini, maka pada kesempatan ini penulis
ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Prof. Ir. Prasasto Satwiko, MBSc, Ph.D., selaku dosen pembimbing.
Terimakasih atas segala arahan dan masukan yang telah bapak berikan.
2. Ir.Djoko Istiadji,M.Sc.Bld. dan Floriberta Binarti S.T., Dipl.NDS.Arch.,
selaku dosen penguji. Terima kasih atas masukan-masukannya yang
sungguh berharga.
v
3. Dr. Amos Setiadi, MT., selaku Ketua Program Studi Arsitektur
Pascasarjana Universitas Atma Jaya Yogyakarta
4. Orang tua saya Ibu Susylawaty Sudirdjo dan bapak Drs. Alexander
Harsono, M.M.
5. Kakak dan adik-adikku yang selalu memberikan dorongan dan semangat
agar penulisan ini dapat diselesaikan tepat waktu.
6. Teman Pasca Sarjana Magister Arsitektur periode September 2014 Januari 2015.
Penulis menyadari bahwa proses ini masih terdapat banyak kekurangan dalam
penyusunannya, maka dengan segala keterbatasan semoga karya tulis ini dapat
bermanfaat bagi para pembaca.
Yogyakarta, Desember 2015
Penulis,
vi
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN
ii i
SURAT PERNYATAAN
iii iii
INTISARI
ii iv
v
ABSTRACT
KATA PENGANTAR
ii vi
DAFTAR ISI
viviii
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR GRAFIK & TABEL
xv
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Eksistensi Proyek
1
1.2. Latar Belakang Permasalahan
6
1.3. Rumusan Permasalahan
10
1.4. Tujuan dan Sasaran
10
a. Tujuan
10
b. Sasaran
11
1.5. Manfaat Penelitian
11
1.6. Metode Penelitian
12
1.6. Lingkup pembahasan
13
1.8. Sistematika Penulisan
14
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Thermal Imaging
17
2.2. Prinsip Kerja Thermal Imaging
19
2.3. Elemen Pembentuk Jalan
20
2.4. Urban Heat Island
21
2.5. Jenis-jenis UHI
22
2.6. Energy Consumption Balance
24
2.7. Kaitan Suhu Permukaan dengan Suhu Udara
27
2.8. Penyebab Urban Heat Island
29
2.9. Vegetasi
35
vii
2.10. Suhu Permukaan
36
2.11. Dampak Bentuk dan Geometri Perkotaan pada Iklim Perkotaan
37
2.12. Karakteristik Termal Koridor Jalan Linier Utara-Selatan pada
40
Daerah Tropis
2.13. Penelitian Terdahulu
BAB III
BAB IV
42
METODE PENELITIAN
3.1. Metode Pengambilan Data
44
3.2. Bahan dan Instrumen Penelitian
46
3.3. Variabel Penelitian
50
3.4. Metode Analisis Data
50
3.5. Tahapan Penelitian
53
3.6. Kerangka Pola Pikir
55
3.7. Kondisi Iklim Kota Yogyakarta
56
3.8. Tipe dan Seleksi Wilayah Pengamatan
56
3.9. Kondisi Koridor Jalan Business District Utara-Selatan Kota
Yogyakarta
57
UPAYA-UPAYA PENANGANAN TERHADAP
URBAN HEAT ISLAND
BAB V
4.1. Pohon dan Vegetasi
67
4.2. Atap Hijau
69
4.3. Cool Roof
71
4.4. Cool Pavement
74
4.5. Cool Car
76
HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1. Rentang Suhu Permukaan dan Suhu Udara Koridor Jalan
81
5.2. Pola Distribusi Suhu Permukaan Koridor Jalan
91
5.3. Hubungan Antara Suhu Permukaan dengan Suhu Udara
95
5.4. Korelasi Suhu Permukaan dan Suhu Udara pada Lokasi yang
bersifat Tetap
104
viii
BAB VI
KESIMPULAN DAN SARAN
6.1. Kesimpulan
109
6.2. Saran
110
DAFTAR PUSTAKA
113
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1.
Suhu permukaan Kota Yogyakarta beserta wilayah sekeliling
3
perkotaan yang dianggap sebagai desa dan tutupan lahannya
Gambar 1.2.
Hubungan
Peningkatan
Konsumsi
Energi
dengan
4
Peningkatan Temperatur
Gambar 1.3.
Lokasi Objek Penelitian
7
Gambar 1.4.
Suhu Permukaan Kota Yogyakarta dan Sekitarnya
9
Gambar 2.1.
Hubungan antara bidang pandang dan jarak. 1: jarak ke
18
target; 2: VFOV = bidang pandang vertikal; 3: HFOV =
bidang pandang horisontal, 4: IFOV = bidang pandang
langsung
Gambar 2.2.
Spektrum radiasi elektromagnetik
19
Gambar 2.3.
Skema lapisan boundary layer di area perkotaan dan sub-
24
layernya. zi adalah tinggi lapisan batas atmosfer di area
perkotaan.
Gambar 2.4.
Variasi dari Temperatur Pemukaan dan Udara
28
Gambar 2.5.
Perbandingan energy balance area non-urban dengan area
29
urban. Panah yang lebih panjang menyumbangkan energi
panas yang lebih besar
Gambar 2.6.
Bentuk geometri perkotaan yang berbeda dan aliran udara
31
yang terjadi
Gambar 2.7.
Albedo dari beberapa material permukaan urban
33
Gambar 3.1.
Kamera IR FLIR i5 (kiri) dan Infrared Psychrometer (kanan)
48
Gambar 3.2.
Pengolahan data termal pengukuran lapangan
menggunakan Thermacam Researcher Pro
52
Gambar 3.3.
Kerangka Pola Pikir Penelitian
55
Gambar 3.4.
Perspektif Potongan Jalan Malioboro
58
Gambar 3.5.
Lokasi pengambilan data termal pada Jalan Malioboro
59
Gambar 3.6.
Perspektif Potongan Jalan Seturan
60
Gambar 3.7.
Lokasi pengambilan data termal pada Jalan Seturan
61
Gambar 3.8.
Perspektif Potongan Jalan Gejayan
62
xi
Gambar 3.9.
Lokasi pengambilan data termal pada Jalan Gejayan
63
Gambar 3.10.
Perspektif Potongan Jalan Kaliurang
64
Gambar 3.11.
65
Gambar 4.1.
Posisi Titik Pengamatan pada
Jalan Kaliurang, (a)
Perempatan Ringroad Utara – MM UGM, (b) Perempatan
UGM – Jl. Urip Sumohardjo
Proses evapotranspirasi pada tumbuhan
Gambar 4.2.
Single ply membrane
74
Gambar 4.3.
Asphalt shingle roof
75
Gambar 4.4.
Gambar Inframerah (kiri) dan tampak (kanan) gambar
76
70
jalan dengan cahaya dan segmen gelap. Gambar
inframerah menunjukkan bahwa bagian yang terang
(bawah) adalah sekitar 17 ° C (30 ° F) lebih dingin dari
bagian yang gelap (atas).
Gambar 4.5.
Pelingkup mobil berwarna terang mencerminkan sinar
79
matahari lebih dari pelingkup mobil gelap. Pelingkup mobil
silver mencerminkan 60% dari sinar matahari yang masuk,
dibandingkan dengan hanya 5% untuk pelingkup hitam.
Gambar 5.1.
Kondisi termal lokasi Set-3
89
Gambar 5.2.
Kondisi termal lokasi Set-4
89
Gambar 5.3.
Suhu permukaan dinding di lokasi Mal-1 pada Jalan
90
Malioboro
Gambar 5.4.
Suhu permukaan jalan di Kal-9, Jalan Kaliurang
92
Gambar 5.5.
Suhu permukaan bangunan pada sisi timur Jalan Kaliurang
93
Gambar 5.6.
Suhu permukaan bangunan pada sisi barat Jalan
Kaliurang
94
Gambar 5.7.
Suhu permukaan dinding timur (kiri) dan pada dinding barat
95
(kanan), Jalan Gejayan
xii
DAFTAR GRAFIK & TABEL
Grafik 5.1.
Perbandingan Suhu Permukaan (Kamera IR)
80
pada Koridor Jalan Malioboro
Grafik 5.2.
Grafik Perbandingan Suhu Permukaan (Kamera IR)
82
pada Koridor Jalan Kaliurang
Grafik 5.3.
Grafik Perbandingan Suhu Permukaan (Kamera IR)
84
pada Koridor Jalan Gejayan
Grafik 5.4.
Perbandingan Suhu Permukaan (Kamera IR)
86
pada Koridor Jalan Seturan
Grafik 5.5.
Perbandingan Suhu Permukaan (Kamera IR)
88
pada Koridor Jalan Utara-Selatan di Kota Yogyakarta
Grafik 5.6.
Pola Distribusi Suhu Permukaan pada Koridor Jalan Seturan
91
Grafik 5.7.
Pola Distribusi Suhu Permukaan pada Koridor Jalan Malioboro
92
Grafik 5.8.
Pola Distribusi Suhu Permukaan pada Koridor Jalan Gejayan
93
Grafik 5.9.
Pola Distribusi Suhu Permukaan pada Koridor Jalan Kaliurang
94
Grafik 5.10.
Korelasi Suhu Udara dengan Suhu Permukaan pada Koridor
95
Jalan Seturan (I)
Grafik 5.11.
Korelasi Suhu Udara dengan Suhu Permukaan pada Koridor
96
Jalan Seturan (II)
Grafik 5.12.
Korelasi Suhu Udara dengan Suhu Permukaan pada Koridor
97
Jalan Kaliurang (I)
Grafik 5.13.
Korelasi Suhu Udara dengan Suhu Permukaan pada Koridor
97
Jalan Kaliurang (II)
Grafik 5.14.
Korelasi
Suhu Udara dengan Suhu Permukaan pada Koridor
98
Jalan Malioboro (I)
Grafik 5.15.
Korelasi Suhu Udara dengan Suhu Permukaan pada Koridor
99
Jalan Malioboro (II)
Grafik 5.16.
Korelasi Suhu Permukaan dengan Suhu Udara pada Jalan
100
Gejayan (I)
Grafik 5.17.
Korelasi Suhu Permukaan dengan Suhu Udara pada Jalan
101
Gejayan (II)
Grafik 5.18.
Korelasi Suhu Permukaan Jalan, Transportasi, dan Dinding
104
xv
dengan Suhu Udara
Grafik 5.19.
Korelasi Suhu Permukaan Atap dan Vegetasi dengan Suhu Udara
105
Grafik 5.20.
Hubungan Suhu Permukaan dan Suhu Udara dengan Lokasi
107
Tetap (I)
Grafik 5.21.
Hubungan Suhu Permukaan dan Suhu Udara dengan Lokasi
107
Tetap (II)
Tabel 2.1.
Contoh Bidang Pandang untuk Jarak Sasaran yang Berbeda
18
Tabel 2.2.
Karakteristik Dasar dari Surface dan Atmospheric Urban Heat
23
Island
Tabel 2.3.
Karakteristik perkotaan dan pinggiran kota penting untuk
25
pembentukan UHI dan efeknya pada keseimbangan energi
permukaan bumi
Tabel 3.1.
Spesifikasi Kamera IR FLIR i5
48
Tabel 3.2.
Spesifikasi Infrared PscychrometerAZ 8857
49
Tabel 3.3.
Karakteristik Koridor Jalan yang Memanjang Utara-Selatan di
64
Kota Yogyakarta
Tabel 5.1.
Suhu Permukaan dan Suhu Udara pada Koridor Jalan Malioboro
79
Tabel 5.2.
Suhu Permukaan dan Suhu Udara pada Koridor Jalan Kaliurang
81
Tabel 5.3.
Suhu Permukaan dan Suhu Udara pada Koridor Jalan Gejayan
83
Tabel 5.4.
Perbandingan Suhu Permukaan (Termometer IR dan Kamera IR)
85
dengan Suhu Permukaan pada Koridor Jalan Seturan
Tabel 5.5.
Hubungan Suhu Permukaan dengan Suhu Udara pada Koridor
102
Jalan Memanjang Utara-Selatan
Tabel 5.6.
Suhu Permukaan dan Suhu Udara Koridor Jalan Seturan
104
dengan Lokasi Tetap
xvi